當(dāng)代高品質(zhì)工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)初探

陳釗

（廣州市設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510620）

1 工業(yè)建筑品質(zhì)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)建筑正處于工業(yè)化、數(shù)字化、智能化技術(shù)融合應(yīng)用的關(guān)鍵時(shí)期，未來的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)也必將面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。從目前來看，我國(guó)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)存在著兩個(gè)問題：①工業(yè)建筑在空間形態(tài)、功能布局等方面仍缺乏整體感。工業(yè)建筑的建筑設(shè)計(jì)工作基本上還是停留在給工藝設(shè)備做個(gè)較簡(jiǎn)單的包裝，給操作工人做個(gè)遮風(fēng)擋雨的圍護(hù)[1]。②與現(xiàn)代科技相融合的技術(shù)手段和手段尚未得到廣泛應(yīng)用。因此，如何在新形勢(shì)下探索一種符合時(shí)代特征、具有高品質(zhì)內(nèi)涵的設(shè)計(jì)理念和策略已成為當(dāng)下亟待解決的問題。

品質(zhì)設(shè)計(jì)（quality design）的概念最早由美國(guó)建筑師弗蘭克·蓋里于20 世紀(jì)50 年代提出，其目的在于提高建筑品質(zhì)，改善人們的工作環(huán)境。到了20 世紀(jì)60 年代，“品質(zhì)設(shè)計(jì)”已經(jīng)成為國(guó)際公認(rèn)的建筑設(shè)計(jì)的一種理念，其內(nèi)涵主要包括3 個(gè)方面：①對(duì)“物”的品質(zhì)關(guān)注。②對(duì)“人”的品質(zhì)關(guān)注。③對(duì)“環(huán)境”的品質(zhì)關(guān)注。從建筑設(shè)計(jì)層面來講，其核心在于塑造符合人的行為習(xí)慣、感受需求、精神需求、文化需求等方面的環(huán)境，以使人們?cè)谄渲心軌虻玫阶畲蟪潭鹊挠鋹偂Ｓ纱丝梢姡I(yè)建筑設(shè)計(jì)無論從設(shè)計(jì)理念還是設(shè)計(jì)手法都與品質(zhì)設(shè)計(jì)一脈相承。

高品質(zhì)的工業(yè)建筑和商務(wù)建筑對(duì)中國(guó)而言是不可或缺的，一方面，當(dāng)前建設(shè)用地緊缺，土地價(jià)格節(jié)節(jié)攀升，因此需要提升土地規(guī)劃和土地利用效率。另一方面，如果公司想要吸引人才，或是留住現(xiàn)代制造工藝所需的高素質(zhì)員工的話，良好的工作條件和高品質(zhì)的環(huán)境更是基本條件[2]。

2 工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)特征

在工業(yè)建筑領(lǐng)域，工業(yè)化的主要表現(xiàn)形式是以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工、信息化管理為代表的工業(yè)化。當(dāng)前我國(guó)正在大力推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，工業(yè)建筑也要采用工業(yè)化的設(shè)計(jì)模式。例如，利用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術(shù)建立數(shù)字化三維模型，進(jìn)行構(gòu)件化設(shè)計(jì)與預(yù)制。工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的設(shè)計(jì)特征，一方面通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升生產(chǎn)效率來降低生產(chǎn)成本，另一方面，也在一定程度上改變了工業(yè)建筑的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式。從本質(zhì)上講，工業(yè)化、數(shù)字化、智能化是對(duì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)理念和實(shí)踐的創(chuàng)新，它是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)模式的顛覆和改造。在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中采用工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的設(shè)計(jì)方法，一方面可以有效提高工業(yè)建筑的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，另一方面可以通過科技手段實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑的個(gè)性化、人性化。例如：在傳統(tǒng)的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要對(duì)建筑外部空間進(jìn)行很多次建模和渲染，這不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效果也不理想。而在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的背景下，設(shè)計(jì)師只需通過模型與渲染軟件即可快速生成滿足客戶需求的三維模型。在工業(yè)化背景下，由于自動(dòng)化和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)工具更加智能、更加高效。例如，在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中可以利用BIM 技術(shù)建立數(shù)字化三維模型進(jìn)行預(yù)制化設(shè)計(jì)；利用CAD 軟件進(jìn)行工廠化生產(chǎn)設(shè)計(jì)；利用ERP（enterprise resource planning）軟件進(jìn)行信息化管理；利用云平臺(tái)等將項(xiàng)目全生命周期中各階段串聯(lián)起來。由此可見，工業(yè)建筑在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下設(shè)計(jì)特征發(fā)生了巨大變化。

具體而言，工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下工業(yè)建筑設(shè)計(jì)特征主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化。工業(yè)建筑設(shè)計(jì)流程是按照標(biāo)準(zhǔn)化的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的，可以保證生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)也可以減少設(shè)計(jì)中的不確定性，提高工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）數(shù)字化。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)需要大量利用數(shù)字化技術(shù)和工具，如BIM技術(shù)、CAD 技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)等，進(jìn)行三維建模、信息編碼、設(shè)計(jì)表達(dá)與協(xié)同管理。

（3）智能化。工業(yè)建筑的智能化包括智能感知、智能分析與控制等方面的內(nèi)容。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)需要從微觀層面考慮智能控制問題，如利用智能感知技術(shù)對(duì)工業(yè)建筑進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、運(yùn)行管理和優(yōu)化控制等。

（4）綠色化。工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下工業(yè)建筑的綠色化主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①工業(yè)建筑設(shè)計(jì)要考慮生態(tài)化原則，積極采用節(jié)能環(huán)保的綠色材料與設(shè)備，如采用低能耗建材與設(shè)備等。②工業(yè)建筑設(shè)計(jì)要考慮數(shù)字化原則，利用信息技術(shù)手段進(jìn)行全生命周期的設(shè)計(jì)與管理。

（5）工業(yè)化背景下工業(yè)建筑的空間設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出個(gè)性化特征。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，人們的需求更加個(gè)性化和多樣化，因此需要通過個(gè)性化設(shè)計(jì)來滿足人們對(duì)空間的需求。例如：在傳統(tǒng)工業(yè)建筑中，由于受傳統(tǒng)觀念和建造工藝的影響，人們對(duì)空間的需求往往是功能性強(qiáng)而藝術(shù)感弱的。而在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)化生產(chǎn)能夠滿足人們對(duì)個(gè)性化空間需求的要求，因此人們?cè)谶x擇建筑時(shí)更加注重空間環(huán)境和空間體驗(yàn)。

（6）工業(yè)建筑的智能化、綠色化發(fā)展模式逐漸被應(yīng)用于工業(yè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)建筑具有復(fù)雜性、高能耗、高污染等特點(diǎn)，因此在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中要通過應(yīng)用智能控制系統(tǒng)、綠色建材等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑的綠色化發(fā)展。

（7）工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下工業(yè)建筑設(shè)計(jì)更關(guān)注人的感受。法國(guó)雷諾集團(tuán)的雷諾工程部下屬的一個(gè)舍埃（SERl）設(shè)計(jì)工程公司，專設(shè)了一個(gè)“人類工程部”。他們著重研究人類工程學(xué)在工廠設(shè)計(jì)和管理中的應(yīng)用[3]。

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)工業(yè)建筑的需求已經(jīng)從“住”轉(zhuǎn)向了“住”與“用”相結(jié)合。因此在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)不僅要關(guān)注生產(chǎn)功能與空間環(huán)境，而且還需要關(guān)注人的需求，為用戶提供更多優(yōu)質(zhì)的使用空間和體驗(yàn)。例如：在傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，由于存在大量的能源消耗和環(huán)境污染問題，因此在設(shè)計(jì)過程中需要將綠色建材和可持續(xù)發(fā)展理念貫穿到整個(gè)項(xiàng)目的全過程。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)將施工設(shè)備所產(chǎn)生的空氣污染、水污染、噪聲污染等因素納入考慮，并結(jié)合廠區(qū)內(nèi)自然環(huán)境的設(shè)計(jì)，對(duì)其作進(jìn)一步處理，以達(dá)到人性化設(shè)計(jì)的目的[4]。

在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，人們對(duì)城市環(huán)境提出了更高的要求，因此需要通過工業(yè)化設(shè)計(jì)來營(yíng)造良好的城市環(huán)境。例如：在工業(yè)化背景下，由于大型工廠通常位于城市周邊或者城市郊區(qū)，因此在設(shè)計(jì)過程中需要充分考慮城市規(guī)劃和空間布局以及景觀規(guī)劃等問題。

（8）工業(yè)建筑的全生命周期管理模式被應(yīng)用于工業(yè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)建筑的生產(chǎn)過程高度復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)過程中需要充分考慮整個(gè)項(xiàng)目的全生命周期管理模式，包括項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理等方面。在工業(yè)化、數(shù)字化、智能化背景下，由于工業(yè)建筑具有高能耗和高污染的特點(diǎn)，因此需要充分考慮節(jié)能環(huán)保問題。比如使用冰蓄冷和地源熱泵類或者是智能數(shù)碼類回收空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱，可以循環(huán)使用能源[5]。

（9）工業(yè)建筑設(shè)計(jì)注重城市文脈與環(huán)境的傳承。隨著工業(yè)化、數(shù)字化、智能化時(shí)代的到來，工業(yè)建筑與城市發(fā)展更加緊密地聯(lián)系在一起，因此需要注重城市文脈與環(huán)境的傳承。例如：在傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，由于城市空間缺乏連續(xù)性和凝聚力，因此需要充分考慮城市文脈與環(huán)境的傳承問題。

3 高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的價(jià)值取向

從工業(yè)建筑的起源和發(fā)展來看，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由傳統(tǒng)到現(xiàn)代、由單體到片區(qū)、由工業(yè)建筑到區(qū)域的過程；從高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)來看，從滿足使用功能需求到追求個(gè)性創(chuàng)新、從生態(tài)友好到節(jié)能環(huán)保、從數(shù)字化智能化到智慧管理與智慧服務(wù)；從高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的價(jià)值取向來看，應(yīng)主要關(guān)注對(duì)城市文脈與環(huán)境的傳承、對(duì)城市環(huán)境品質(zhì)的提升、對(duì)城市文化內(nèi)涵的豐富和對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并充分利用高科技手段打造智慧平臺(tái)、智慧管理與智慧服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合作者參與設(shè)計(jì)的若干個(gè)高品質(zhì)工業(yè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)踐，筆者總結(jié)出以下高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的途徑和策略。

尊重場(chǎng)地、尊重環(huán)境，并充分考慮建筑與周邊環(huán)境的相互關(guān)系。

突出“綠色”元素，注重自然通風(fēng)、自然采光和生態(tài)節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，并注重建筑與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。

從場(chǎng)地出發(fā)，以使用者為中心進(jìn)行功能布局和空間組織，將使用功能需求轉(zhuǎn)化為空間結(jié)構(gòu)組織和設(shè)計(jì)理念。

通過合理布局、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空間組織及節(jié)能措施等手段實(shí)現(xiàn)建筑形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)與建筑技術(shù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；充分利用高科技手段，打造智慧平臺(tái)、智慧管理和智慧服務(wù)。

4 實(shí)踐案例分析

高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)是一種體現(xiàn)以人為本的理念，注重城市文脈與環(huán)境的傳承，追求個(gè)性與創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)生態(tài)友好與節(jié)能環(huán)保，并充分利用高科技手段打造智慧平臺(tái)、智慧管理與智慧服務(wù)的工業(yè)建筑。筆者參與了若干個(gè)高品質(zhì)工業(yè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)踐，以弘亞數(shù)控總部為例。

4.1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目總建筑面積約7 萬m2。其中廠房約5.9 萬m2，配套辦公約0.9 萬m2，地下室約0.5 萬m2。規(guī)劃停車位不少于237 個(gè)。

基地位于黃埔區(qū)開創(chuàng)大道以西，瑞祥路以南，周邊多為工業(yè)園區(qū)。場(chǎng)地西南側(cè)為果樹場(chǎng)自然景觀，從南側(cè)高速路和開創(chuàng)大道可以看到場(chǎng)地的主要展示面。

現(xiàn)狀外部交通完善，但周邊支路路網(wǎng)尚未建設(shè)完成。對(duì)外交通主要依靠東側(cè)的開創(chuàng)大道、南側(cè)的蘿崗立交和北側(cè)的瑞祥路。

4.2 技術(shù)特色

4.2.1 契合場(chǎng)地的規(guī)劃

南側(cè)布置小體量的總部辦公配套，北側(cè)場(chǎng)地規(guī)則區(qū)域布置尺度較大的廠區(qū)，大小體量平行擺布滿足了工藝流程，又便于消化不規(guī)則場(chǎng)地的邊角。塔樓體量局部斜切的一方面適應(yīng)了場(chǎng)地，一方面也由此獲得了標(biāo)志感。高低搭配的天際線處理，總部臨路的策略也進(jìn)一步強(qiáng)化了園區(qū)的可識(shí)別性。

4.2.2 契合企業(yè)文化的立面

辦公塔樓方面，設(shè)計(jì)靈感來源于企業(yè)深耕的數(shù)控行業(yè)。我們提出生態(tài)光塔、數(shù)控銀邊的概念。圓角的科技造型、橫向金屬線條，展現(xiàn)了企業(yè)精工領(lǐng)域的卓越追求，同時(shí)也起到了建筑遮陽(yáng)、隔熱遮陽(yáng)作用。廠房方面，通過對(duì)橫向線條間隔尺度的推敲，適應(yīng)了內(nèi)部工藝的采光需求，石材與幕墻窗的使用平衡了品質(zhì)和造價(jià)。連廊方面，廣州夏季高溫多雨，常有臺(tái)風(fēng)。風(fēng)雨連廊和架空層為廠區(qū)提供了遮陽(yáng)避雨的場(chǎng)所，工作聯(lián)絡(luò)可以不受天氣影響正常開展。

4.2.3 人性化的交流空間

共享邊庭方面，辦公塔樓西南角設(shè)置躍層空間，打破了層與層的部門隔絕，也利于不同部門間員工的共享與交流。退臺(tái)屋面方面，辦公塔樓西側(cè)裙房的退臺(tái)屋面設(shè)計(jì)，形成獨(dú)立的共享活動(dòng)平臺(tái)。廠房屋面方面，辦公塔樓通過連廊與廠房屋面相連，提供了供員工活動(dòng)休憩的第二地面，容納了球類運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和大面積種植區(qū)域。寬敞連廊方面，連接廠區(qū)和辦公的寬敞的連廊成為員工生活、交流的絕佳載體。

4.2.4 品質(zhì)感的工廠

材料與細(xì)部上，廠房立面采用石材、配套區(qū)域采用玻璃幕墻結(jié)合橫向型材，塑造細(xì)膩質(zhì)感。整體園區(qū)考慮海綿城市設(shè)計(jì)，結(jié)合下凹綠地，屋頂花園，打造高品質(zhì)園區(qū)。

4.3 綜合效益

高端智能家具生產(chǎn)裝備創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項(xiàng)目是開發(fā)區(qū)弘亞數(shù)控有限公司在開發(fā)區(qū)重要的生產(chǎn)基地及總部園區(qū)。作為黃埔區(qū)家具加工設(shè)備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型、升級(jí)、發(fā)展的重要研發(fā)項(xiàng)目，高端智能家具生產(chǎn)裝備創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項(xiàng)目之初就以打造現(xiàn)代化的廠房及園區(qū)為目標(biāo)。項(xiàng)目旨在建成集辦公、研發(fā)、制造、展示、生活于一體的新型、高效的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，為員工創(chuàng)造一個(gè)工作生活的最佳場(chǎng)所，也為黃埔新型廠區(qū)樹立一個(gè)新標(biāo)桿。

5 結(jié)語

當(dāng)前，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)面臨的問題主要包括設(shè)計(jì)理念滯后、設(shè)計(jì)方法陳舊、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、建造技術(shù)落后等。其中，綠色生態(tài)是高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的核心內(nèi)涵。在綠色生態(tài)方面，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用現(xiàn)代科技，在建筑空間、建筑結(jié)構(gòu)、建筑節(jié)能等方面體現(xiàn)綠色生態(tài)理念。在節(jié)能環(huán)保方面，高品質(zhì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮自然通風(fēng)、自然采光和生態(tài)節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，并注重與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，做到人與自然和諧共生。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)建筑逐漸呈現(xiàn)出工業(yè)化、數(shù)字化、智能化的特征。工業(yè)建筑的品質(zhì)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的重要方向，在這一背景下，我們應(yīng)該深入研究如何在滿足工業(yè)建筑品質(zhì)需求的同時(shí)，以更多的創(chuàng)新和技術(shù)手段創(chuàng)造出更多人性化、生態(tài)友好、節(jié)能環(huán)保的高品質(zhì)工業(yè)建筑。